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动态路由协议OSPF原理和特性( 三 )

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计算路由
路由器完成周边网络的拓扑结构的描述(生成LSA)后，发送给网络中的其他路由器，每台路由器生成链路状态数据库(LSDB) 。路由器开始执行SPF(最短路径优先)算法计算路由，路由器以自己为根节点，把LSDB中的条目与LSA进行对比，经过若干次的递归和回溯，直至路由器把所有LSA中包含的网段都找到路径(把该路由填入路由表中)，此时意味着所到达的该段链路的类型标识为3(Stubnet) 。
确保LSA在路由器间传送的可靠性
从上文可以知道，作为链路状态协议的OSPF的工作机制，与RIP等距离向量的路由协议是不一样的 。距离向量路由协议是通过周期性地发送整张路由表，来使网络中的路由器的路由信息保持一致 。这种机制存在着上文提到的一些弊病 。而OSPF协议将包含路由信息的部分与只包含路由器间邻接关系的部分分开，它使用一种被称作Hello的数据包来确认邻接关系，这个数据包非常小，它仅被用来发现和维持邻接关系 。
在路由器R1初始化完成后，它将向路由器R2发送Hello数据包 。此时R1并不知道R2的存在，因此在数据包中不包含R2的信息(参数seen=0) 。而R2在接收到该数据包后，将向R1发送Hello包 。此时，Hello包中将表明它已知道存在R1这个邻居 。R1收到这个回应包后就会知道邻居R2的存在，并且邻居R2也知道了自己的存在(参数seen=R1) 。此时在路由器R1和R2之间就建立了邻接关系，它们就可以把LSA发送给对方 。当然，在发送时OSPF考虑到要尽量减少占用的带宽，它采用了一些技巧，我们将在下一节简单介绍这些内容 。
众所周知，IP协议是一种不可靠的、面向无连接的协议，它本身没有确认和错误重传机制 。那么，在这种协议基础之上，要做到数据包丢失或出错后进行重传，上层协议必须本身具备这种可靠的机制 。OSPF采取了与TCP类似的确认和超时重传机制 。在机制中，R1和R2将进行一种被称作链路状态数据库描述(DD)的数据包的互传 。首先进行协商，从而确定两者之间的主从关系(根据路由器ID号，ID号大的将作为Master) 。链路状态数据库描述(DD)数据包中包含了一些参数，序列号(seq)、报文号(I)、结尾标识(M)及主从标志(MS) 。从属路由器将使用主路由器发出的DD包中的序列号(seq)，作为自己的第一个DD包的序列号 。当主路由器收到从属路由器的DD包时，就能确认邻接路由器已收到自己的数据包(假如没有收到或收到的DD包的序列号不是自己一个DD包的序列号，主路由器将重传上一个DD包)，主路由器将序列号加1(只有主路由器才有权改变序列号，而从属路由器没有)，并发送下一个DD包，该过程的重复保证了在OSPF协议中数据包传输的准确性，从而为OSPF协议成为一个准确的路由协议打下了基础 。
高效率地进行LSA的交换
在RIP等距离向量路由协议中，路由信息的交互是通过周期性地传送整张路由表的机制来完成的，该机制使距离向量路由协议无法高效地进行路由信息的交换 。在OSPF协议中，为了提高传输效率，在进行链路状态通告(LSA)数据包传输时，使用包含LSA头(Head)的链路状态数据库描述数据包进行传输，因为每个LSA头中不包含具体的链路状态信息，它只含有各LSA的标识(该标识唯一代表一个LSA)，所以，该报文非常小 。邻接路由器间使用这种字节数很小的数据包，首先确认在相互之间哪些LSA是对方没有的，而哪些LSA在对方路由器中也存在，邻接路由器间只会传输对方没有的LSA 。对于自己没有的LSA，路由器会发送一个LS Request报文给邻接路由器来请求对方发送该LSA，邻接路由器在收到LS Request报文后，回应一个LS Update报文(包含该整条LSA信息)，在得到对方确认后(接收到对方发出的LS ACK报文)，这两台路由器完成了本条LSA信息的同步 。

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